Hace veinte años, otros científicos le dijeron a Winfried Hensinger que desarrollar una poderosa computadora cuántica era imposible. Ahora ha fabricado el sistema que cree que demostrará que están equivocados.
Los científicos han dado un paso más hacia la creación de computadoras “cuánticas” multitarea, más poderosas que las supercomputadoras más avanzadas de la actualidad.
Las computadoras cuánticas aprovechan las extrañas cualidades de las partículas subatómicas.
las llamadas Las partículas cuánticas pueden estar en dos lugares al mismo tiempo. y también extrañamente conectados, aunque los separen millones de kilómetros.
Un equipo de la Universidad de Sussex transfirió información cuántica entre chips de computadora a una velocidad y precisión récord.
Los investigadores conectaron dos chips y enviaron cantidades récord de información cuántica a una velocidad y confiabilidad sin precedentes.
Los informáticos llevan más de 20 años intentando hacer una computadora cuántica eficiente. Empresas como Google, IBM y Microsoft han desarrollado máquinas simples.
Pero, según el profesor Winfried Hensinger, quien dirigió la investigación en la Universidad de Sussex, el nuevo avance abre el camino a sistemas capaces de resolver problemas complejos del mundo real de lo que las mejores computadoras que tenemos hoy en día son incapaces de hacerlo.
“En este momento tenemos computadoras cuánticas con microchips muy simples”, explica. “Lo que hemos logrado aquí es la capacidad de realizar poderosas computadoras cuánticas capaces de resolver algunos de los problemas más importantes para las industrias y la sociedad”.
Rolls-Royce está invirtiendo en investigación de computación cuántica para ver si puede acelerar el proceso de diseño de sus motores aeronáuticos.
en dos lugares a la vez
Actualmente, Las computadoras resuelven problemas de manera lineal, un cálculo a la vez.
En el reino cuántico, las partículas pueden estar en dos lugares al mismo tiempo, y los investigadores quieren aprovechar esta propiedad para desarrollar computadoras capaces de realizar múltiples cálculos en simultáneoanuevo.
Las partículas cuánticas también pueden estar a millones de kilómetros de distancia y estar extrañamente conectadas, reflejando las acciones de las demás al instante. Nuevamente, esto podría usarse para desarrollar computadoras más poderosas.
Los chips informáticos cuánticos deben instalarse en una sala limpia y colocarse en un recipiente al vacío, ya que incluso la más mínima contaminación puede reducir su rendimiento.
A problema ha sido la necesidad de transferir información cuántica entre chips rápidamente y fiable: se degrada la información y se introducen errores.
Pero el equipo del profesor Hensinger ha hecho un gran avance, publicado en la revista Nature Communications, que puede haber superado ese obstáculo.
El equipo ha desarrollado un sistema capaz de transportar información de un chip a otro con una fiabilidad del 99,999993% a velocidades récord.
Según los investigadores, esto demuestra que, en principio, los chips podrían unirse para crear una computadora cuántica más poderosa.
El equipo de investigación puede ver átomos individuales flotando sobre sus chips mientras prueban su computadora cuántica.
El profesor Michael Cuthbert, director del recién creado Centro Nacional de Computación Cuántica en Didcot, Oxfordshire e independiente del grupo de investigación de Sussex, dijo progreso como “a paso realmente importante”.
Sin embargo, precisó que es necesario seguir trabajando para desarrollar sistemas prácticos.
“Para construir el tipo de computadora cuántica que se necesitará en el futuro, comienza conectando chips del tamaño de la uña de tu pulgar a algo del tamaño de un plato. El grupo de Sussex ha demostrado que se puede conseguir la estabilidad y la rapidez necesarias para dar ese paso“.
“Pero luego se necesita un mecanismo para conectar estas placas y escalar una máquina, potencialmente tan grande como un campo de fútbol, para realizar cálculos realistas y útiles, y la tecnología de comunicaciones para esa escala aún no está disponible“.
Los ordenadores cuánticos aprovechan dos extrañas propiedades de las partículas a muy pequeña escala: pueden estar en dos lugares al mismo tiempo y estar extrañamente conectadas incluso cuando se encuentran a millones de kilómetros de distancia.
La estudiante de doctorado Sahra Kulmiya, quien realizó el experimento de Sussex, afirmó que el equipo está listo para el desafío de llevar la tecnología al siguiente nivel.
“Ya no es solo un problema de física”, le dijo a BBC News.
“Es un problema de ingeniería, informática y también de matemáticas”.
“Es difícil decir qué tan cerca estamos de realizar la computación cuántica, pero Soy optimista acerca de cómo puede volverse relevante para nosotros en nuestra vida cotidiana”.
Rolls Royce, una de las principales empresas de ingeniería del Reino Unido, también es optimista con respecto a esta tecnología. Colabora con investigadores de Sussex para desarrollar máquinas que podrían ayudarlos a diseñar motores a reacción aún mejores.
Se utilizan poderosas supercomputadoras para modelar el flujo de aire en simulaciones para probar nuevos diseños de motores de aeronaves.
transformación de ingeniería
Una computadora cuántica podría, en principio, rastrear el flujo de aire con una precisión aún mayor y hacerlo rápido, según el profesor Leigh Lapworth, quien dirige el desarrollo de la computación cuántica para Rolls-Royce.
“Las computadoras cuánticas podrían obtener cálculos que no podemos hacer ahora y otros que llevarían meses o años. Poder hacerlos en días transformaría nuestros sistemas de diseño y conduciría a motores aún mejores”.
La tecnología también podría usarse para diseñar medicamentos. mas rapido simulando con precisión sus reacciones químicas, un cálculo demasiado difícil para las supercomputadoras actuales. También podrían proporcionar sistemas más precisos para predecir el clima y proyectar el impacto del cambio climático.
El profesor Hensinger explica que tuvo la idea de desarrollar una computadora cuántica hace más de 20 años.
“La gente ponía los ojos en blanco y decía: ‘Es imposible'”.
“Y cuando la gente me dice que algo no se puede hacer, me encanta intentarlo. Así que pasé los últimos 20 años eliminando las barreras una por una hasta el punto en que ahora se puede construir una computadora cuántica práctica”.
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